申请/专利权人：东北大学

申请日：2018-12-19

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN109371428B

主分类号：C25C3/20

分类号：C25C3/20;G01K1/024;G01K1/14;G01K7/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2019.03.19#实质审查的生效;2019.02.22#公开

摘要：本发明属于无机化学技术领域，尤其涉及一种自动检测铝电解质过热度和电解温度的装置和方法。该方法在铝电解槽进行更换阳极的操作时，将铝电解质过热度和电解温度检测双传感器扎入电解质内，将测量数据通过数据传输系统发送至数据分析系统，经过所述数据分析系统的分析，得到铝电解质过热度和电解温度，将分析结果通过所述数据传输系统发送至铝电解槽槽控系统。该方法实时监测电解质过热度和电解温度并将数据发送至槽控系统，降低了工人的劳动强度，提高了劳动生产率和电解槽的智能控制水平。

主权项：1.一种自动检测铝电解质过热度和电解温度的方法，所述方法包括双传感器，数据传输系统、数据分析系统和铝电解多功能天车；所述双传感器设于所述铝电解多功能天车上，所述数据传输系统和数据分析系统设于所述铝电解多功能天车的控制仪表箱内；所述铝电解多功能天车由人工操作，通过预先设定的程序带动所述双传感器进出铝电解质中；所述双传感器包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和第二传感器用于测量铝电解质初晶温度和电解温度；所述双传感器连接所述数据传输系统，所述数据传输系统连接数据分析系统；所述第一传感器和所述第二传感器固定于保护套管中；所述自动检测铝电解质过热度和电解温度的方法，其包括如下步骤：S1、将用于测量铝电解质初晶温度和电解温度的双传感器安装在铝电解多功能天车上，数据传输系统和数据分析系统安装在铝电解多功能天车的控制仪表箱内；S2、在铝电解槽更换阳极操作时，所述双传感器的探头自动下降扎入电解质内进行测量，测量结束后，自动抬起探头；S3、将测量得到的数据通过所述数据传输系统传输至数据分析系统，数据分析系统分析得到铝电解槽电解质初晶温度、电解温度和过热度；S4、数据分析系统将铝电解槽电解质初晶温度、电解温度和过热度的信息通过网络直接传给与电解质连接的槽控系统。

全文数据：一种自动检测铝电解质过热度和电解温度的装置和方法技术领域本发明属于无机化学技术领域，尤其涉及一种自动检测铝电解质过热度和电解温度的装置和方法。背景技术近年来，随着我国电解铝工业的迅速发展，原铝产量急剧增加。铝电解生产自动化、无人化要求与日俱增。在电解生产过程中，为保证电解槽的稳定运行，需要保持电解槽的物料平衡和热量平衡。目前，通过计算机控制技术，以实现了物料平衡，而对于热量平衡，尽管采用了若干控制技术，但由于不能适时提供电解质的温度参数，使控制效果的可信性和有效性受到影响。铝电解质过热度和电解温度是铝冶炼过程中的重要热量参数。过热度和电解温度与电解过程电解槽热平衡有密切关系，电解质过热度增加，炭耗增大，槽帮减薄，伸腿缩短；电解质过热度减少，槽帮增厚，伸腿变长。因此，电解质熔体温度直接影响电解槽的热稳定性和电流效率，甚至会影响电解槽寿命。目前铝电解温度的测量仍为人工测量，即通过工人先敲开电解质壳面，再把热电偶插入电解质中测量，最后把测量值输入计算机。此种测量方法需要花费大量的人力和时间，劳动强度大，工作效率低。并且测量结果不能实时进入控制系统，通过人工取样分析电解质分子来间接控制电解质过热度，会造成铝电解控制信息不全，人工输入数据滞后，影响铝电解生产。发明内容一要解决的技术问题针对现有存在的技术问题，本发明提供一种自动检测铝电解质过热度和电解温度的装置和方法，该方法可实时监测电解质过热度和电解温度并将数据发送至槽控系统，降低了工人的劳动强度，提高了劳动生产率和电解槽的智能控制水平。二技术方案为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：本发明提供一种自动检测铝电解质过热度和电解温度的装置，该装置包括双传感器，数据传输系统、数据分析系统和铝电解多功能天车；所述双传感器设于所述铝电解多功能天车上，所述数据传输系统和数据分析系统设于所述铝电解多功能天车的控制仪表箱内；所述铝电解多功能天车由人工操作，通过预先设定的程序带动所述双传感器进出铝电解质中；所述双传感器包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和第二传感器用于测量铝电解质初晶温度和电解温度；所述双传感器连接所述数据传输系统，所述数据传输系统连接数据分析系统。如上述的装置，优选地，所述数据分析系统包括分析仪器，所述分析仪器一端与所述数据传输系统连接，另一端与计算机连接。如上述的装置，优选地，所述分析仪器为热电偶模块和电位差计，或为热电偶模块和万用表。如上述的装置，优选地，所述数据传输系统包括补偿导线，所述补偿导线一端与所述双传感器连接，另一端与所述分析仪器连接。本发明还提供了一种采用上述任一方案所述的装置自动检测铝电解质过热度和电解温度的方法，其包括如下步骤：S1、将用于测量铝电解质初晶温度和电解温度的双传感器安装在铝电解多功能天车上，数据传输系统和数据分析系统安装在铝电解多功能天车的控制仪表箱内；S2、在铝电解槽更换阳极操作时，所述双传感器的探头自动下降扎入电解质内进行测量，测量结束后，自动抬起探头；S3、将测量得到的数据通过所述数据传输系统传输至数据分析系统，数据分析系统分析得到铝电解槽电解质初晶温度、电解温度和过热度；S4、数据分析系统将铝电解槽电解质初晶温度、电解温度和过热度的信息通过网络直接传给与电解质连接的槽控系统。其中，所述双传感器包括第一温度传感器和第二温度传感器，双传感器将测量的数据通过数据传输系统传输至数据分析系统，数据分析系统得到铝电解质电解温度、初晶温度和过热度即，电解温度和初晶温度之差。如上述的方法，优选地，所述双传感器的探头扎入电解质内的深度为5cm-15cm。如上述的方法，优选地，所述双传感器的探头扎入电解质内的时间为1min-3min。三有益效果本发明的有益效果是：1、本发明提供的方法，由多功能天车自动操作双传感器检测铝电解质过热度和电解温度，降低了工人的劳动强度，提高了劳动生产率，提高了电流效率，降低了铝电解能量消耗。2、本发明提供的方法，将传感器安装在多功能天车上，在铝电解槽换极间歇时进行测量，大大提高劳动生产率和电解槽的智能控制水平。3、本发明提供的方法，可以现场在线监测电解质过热度和电解温度，直接将测量结果自动反馈给槽控机，槽控机利用重要的过热度信息和温度信息直接控制铝电解生产，对铝电解生产的智能控制具有重要作用。4、本发明提供的方法，基于自动测量铝电解质过热度和电解温度的目的，为铝电解行业解决了问题，增加了效益，提升了我国铝电解工业的技术水平。5、本发明提供的方法，能有效解决由于铝电解质过热度和电解温度测量不及时带来的问题，更好地对电解槽进行能量平衡和物料平衡控制，提高劳动生产率，降低电解铝生产的能耗，提高电流效率，适合在工业生产中进行应用推广。附图说明图1为本发明中的装置示意图。【附图标记说明】2：第一温度传感器；3：补偿导线；4：数据分析系统；5：保护套管；6：第二温度传感器。具体实施方式为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。实施例1如图1所示，为本发明中自动检测铝电解质过热度和电解温度的装置的示意图，该装置包括第一温度传感器2、第二温度传感器6、数据传输系统、数据分析系统4和铝电解多功能天车。所述数据传输系统包括补偿导线3。所述铝电解多功能天车由人工操作，通过预先设定的程序带动第一温度传感器2、第二温度传感器6进出铝电解质中。第一温度传感器2和第二温度传感器6固定于保护套管5中，且安装在铝电解多功能天车的自动升降装置上。第一温度传感器2和第二温度传感器6的顶端连接有补偿导线3，补偿导线3的另一端与数据分析系统4连接。补偿导线3和数据分析系统4设置于所述铝电解多功能天车的控制仪表箱内。优选地，数据分析系统4包括分析仪器，所述分析仪器为热电偶模块和电位差计，或为热电偶模块和万用表。热电偶模块、电位差计和万用表的一端通过补偿导线3与第一温度传感器2和第二温度传感器6连接，另一端与计算机连接。在测量过程中，第一温度传感器2和第二温度传感器6用于测量铝电解质初晶温度和电解温度。补偿导线3将第一温度传感器2和第二温度传感器6检测到的热电信号传递给电位差计或万用表，电位差计或万用表将热电信号显示为电位数据；补偿导线3将第一温度传感器2和第二温度传感器6检测到的热电信号传递给热电偶模块，热电偶模块将热电信号转换为温度数据。其中，将第一温度传感器2和第二温度传感器6扎入铝电解质中测量电解质的温度，通过热电偶模块记录双传感器的温度，并建立温度-时间关系曲线，获得铝电解质初晶温度和电解温度。自动检测铝电解质过热度和电解温度的方法，具体步骤如下：S1、将用于测量铝电解质初晶温度和电解温度的双传感器安装在铝电解多功能天车上，补偿导线3一端与双传感器连接，另一端与电位差计连接，补偿导线3和电位差计安装在铝电解多功能天车的控制仪表箱内。S2、在铝电解槽进行更换阳极的操作时，由操作工操作铝电解槽多功能天车的升降装置其中，人工预先设定的铝电解槽多功能天车程序可控制升降装置进入铝电解质的深度和时间，将铝电解质电解温度和初晶温度检测双传感器的探头扎入铝电解质内5cm处，保持2min，待电位差计显示电位数据，铝电解槽多功能天车的升降装置将带动双传感器自动抬起，离开铝电解质。S3、与计算机相连的热电偶模块通过双传感器获得温度数据即，电解温度和电解质初晶温度并自动计算得到铝电解质过热度即，电解温度和电解质初晶温度之差。S4、计算机通过网络连接直接将获得的电解温度、初晶温度和过热度数据传给铝电解槽槽控系统即槽控机。铝电解槽槽控系统利用重要的过热度信息和温度信息直接控制铝电解生产，对铝电解生产的智能控制具有重要作用。实施例2在某铝厂300KA系列一电解槽测试中，利用本发明的实施例1中的装置测得该电解槽内电解质温度为942℃，电解质初晶温度为933℃，过热度为9℃。测得电解质温度与槽控箱显示的电解温度一致。从该电解槽内取样部分电解质，利用步冷曲线法测得电解质初晶温度为933.4℃，即电解槽过热度为8.6℃。利用自动检测铝电解质过热度和电解温度装置的测试结果与传统实验技术获得的结果相近，测量误差在电偶误差范围以内。综上，本发明提供的自动检测铝电解质过热度和电解温度的方法，基于自动测量铝电解质过热度和电解温度的目的，将双传感器安装在多功能天车上，在铝电解槽换极间歇时，由多功能天车自动操作铝电解质过热度和电解温度检测双传感器，将铝电解质过热度和电解温度检测双传感器的探头扎入铝液，可以现场在线监测电解质过热度和电解温度，直接将测量结果自动反馈给槽控机，槽控机利用重要的过热度信息和温度信息直接控制铝电解生产，降低了工人的劳动强度，提高了电流效率，降低了铝电解能量消耗，大大提高劳动生产率和电解槽的智能控制水平。同时能有效解决由于铝电解质过热度和电解温度测量不及时带来的问题，更好地对电解槽进行能量平衡和物料平衡控制，提高劳动生产率，对铝电解生产的智能控制具有重要作用，同时为铝电解行业解决了问题，增加了效益，提升了我国铝电解工业的技术水平。以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明的原理，不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种自动检测铝电解质过热度和电解温度的装置，其特征在于，该装置包括双传感器，数据传输系统、数据分析系统和铝电解多功能天车；所述双传感器设于所述铝电解多功能天车上，所述数据传输系统和数据分析系统设于所述铝电解多功能天车的控制仪表箱内；所述铝电解多功能天车由人工操作，通过预先设定的程序带动所述双传感器进出铝电解质中；所述双传感器包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和第二传感器用于测量铝电解质初晶温度和电解温度；所述双传感器连接所述数据传输系统，所述数据传输系统连接数据分析系统。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据分析系统包括分析仪器，所述分析仪器一端与所述数据传输系统连接，另一端与计算机连接。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述分析仪器为热电偶模块和电位差计，或为热电偶模块和万用表。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述数据传输系统包括补偿导线，所述补偿导线一端与所述双传感器连接，另一端与所述分析仪器连接。5.一种包括权利要求1-4中任一项所述的装置的自动检测铝电解质过热度和电解温度的方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1、将用于测量铝电解质初晶温度和电解温度的双传感器安装在铝电解多功能天车上，数据传输系统和数据分析系统安装在铝电解多功能天车的控制仪表箱内；S2、在铝电解槽更换阳极操作时，所述双传感器的探头自动下降扎入电解质内进行测量，测量结束后，自动抬起探头；S3、将测量得到的数据通过所述数据传输系统传输至数据分析系统，数据分析系统分析得到铝电解槽电解质初晶温度、电解温度和过热度；S4、数据分析系统将铝电解槽电解质初晶温度、电解温度和过热度的信息通过网络直接传给与电解质连接的槽控系统。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述双传感器的探头扎入电解质内的深度为5cm-15cm。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述双传感器的探头扎入电解质内的时间为1min-3min。

百度查询： 东北大学 一种自动检测铝电解质过热度和电解温度的装置和方法

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